В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
По статистике, с каждым годом становится все больше людей, которые не мыслят свою жизнь без Интернета: для многих Глобальная сеть уже давно стала и инструментом для работы, и средством для общения и развлечений, и источником жизненно важной информации. В отсутствие доступа к ней пользователи чувствуют себя потерянными и обделенными, и даже могут впадать в депрессию. Можно себе представить, каково приходится пассажирам российских поездов, особенно на маршрутах дальнего следования, которые зачастую вынуждены мириться с отсутствием широкополосного интернет-доступа на протяжении всего пути. Впрочем, подвижный интернет-доступ нельзя рассматривать лишь как дополнительный сервис: ведь он позволяет не только создать более комфортные условия пассажирских перевозок, но и существенно повысить эффективность системы безопасности на железнодорожном транспорте. В частности, с его помощью можно развернуть в поездах внутреннее телевидение для предупреждения опасных ситуаций (например, внезапных возгораний или противоправных действий), а также при необходимости организовать передачу данных из движущегося поезда в учреждения здравоохранения для оказания медицинской помощи. Реализация подобных возможностей может существенно повысить конкурентоспособность и стоимость бренда транспортных перевозочных компаний.
Отсутствие возможности интернет-подключения даже в самых современных и комфортных фирменных поездах у многих вызывает резонное недоумение, особенно на фоне новостей о достижении какого-то немыслимого уровня проникновения мобильной связи, декларируемого российскими сотовыми операторами. Однако необходимо отдавать себе отчет в том, что покрытие сетей GSM и других, более молодых стандартов сотовой связи в странах с большой территорией и низкой плотностью населения, таких как Россия, далеко не сплошное. На большинстве участков, по которым проходят железнодорожные пути, поле покрытия либо вовсе отсутствует, либо слишком мало. При этом стены вагонов дополнительно ослабляют сигналы — в среднем затухание составляет 24—25 дБ. А при близком расположении базовых станций к железнодорожному полотну возрастает негативное влияние эффекта отражения сигналов базовых станций от вагонов подвижного состава. К тому же при высокой скорости перемещения абонентского терминала(например, мобильного телефона или ноутбука с SG-модемом) относительно базовой станции качество мобильной связи ухудшается и даже возможны ее обрывы из-за сбоев в работе систем синхронизации GSM и некоторых других стандартов.
При перемещении на поездах значительные трудности возникают и в части обеспечения мобильного хендовера (от англ. handover), то есть передачи сессии абонента от одной базовой станции к другой без нарушения и потери обслуживания. Большинству мобильных телефонов для этой процедуры требуется минимум 6 с, однако из-за высокой скорости движения поезд может преодолевать зону хендовера быстрее, чем это необходимо для нормальной работы. Для обеспечения качественного сервиса очень трудно подобрать оптимальные размеры зоны перекрытия полей соседних базовых станций. Кроме того, доплеровский сдвиг частоты при высоких скоростях движения поезда относительно базовых станций вызывает проблемы при демодуляции сигнала, а также помехи из-за многолучевости ввиду рассогласования приемопередающих трактов.
Все перечисленные нюансы значительно осложняют проектирование сетей мобильной связи вдоль железных дорог, особенно с учетом плохо прогнозируемого количества абонентов на конкретных участках в конкретный период времени. Для решения этих проблем Международный союз железных дорог (Union Internationale des Chemins de fer — UIC) совместно с Европейским институтом стандартов связи (European Telecommunications Standarts Institute — ETSI) создал в 1992 г. проектную организацию EIRENE (European Integrated Railway radio Enhanced Network), которой было поручено разработать новый единый стандарт мобильной связи специально для железнодорожного транспорта. Но и этот стандарт, получивший название GSM-R (GSM for Railways), имеет ряд объективных ограничений и технологических недостатков. К тому же он подразумевает строительство специальной выделенной сети мобильной связи непосредственно вдоль железнодорожных путей. Подобный способ, в частности, реализует для Китайских железных дорог компания Huawei, однако это очень затратный проект.
Не получается решить задачу обеспечения поездов интернет-доступом посредством наземных коммуникаций, значит нужно поискать удачи в космосе. Однако и в случае применения технологий спутниковой связи возникает ряд проблем. Основная сложность кроется в том, что на скоростном транспорте могут устанавливаться лишь специальные спутниковые антенны с обтекаемой низкопрофильной конструкцией, которая обладает малым ветровым сопротивлением. Однако такие антенны требуют большей информационной избыточности, что снижает эффективность канала связи, поскольку при неизменной информационной скорости увеличивается используемая им полоса частот.
Кроме того, во время движения поездов сигнал спутника периодически блокируется естественными и искусственными препятствиями, такими как деревья, холмы, горы, туннели, здания и элементы системы электрификации железных дорог. Во время проведения тестов в одной из европейских стран при движении поезда со скоростью около 180 км/ч блокировка сигнала продолжительностью около 5 мс возникала в среднем каждые 635 мс. Для России, где наведение на спутник осуществляется с небольшими углами, проблема блокировки сигналов особенно актуальна. К тому же не стоит забывать о проблемах, выходящих за технологические рамки и лежащих в плоскости регулирования. Ведь в случае использования спутниковой связи на маршрутах международного сообщения неизбежно возникают сложности легализации сервиса в каждой отдельно взятой стране на пути следования поезда.
Безусловно, современные спутниковые технологии позволяют повысить помехоустойчивость широкополосного канала связи посредством всевозможных технологических ухищрений, таких как специальные методы помехоустойчивого кодирования канала (например, метод перемежения сигнала на передачу и обратный процесс на приеме). Однако это значительно усложняет и удорожает проектирование спутниковых систем связи. Гораздо более эффективным способом организации ШПД на поездах является комбинация спутниковых технологий и наземных каналов связи на базе GSM, 3G и Wi-Fi.
Технология комбинированного интернет-доступа в поездах активно развивается в Европе: в 2007 г. была разработана ее концепция, а уже с декабря 2010 г. в коммерческую эксплуатацию были запущены ШПД-сервисы на 57 поездах, курсирующих по территории Франции, Германии, Люксембурга и Швейцарии. В нынешнем году аналогичные услуги были запущены на поездах в Италии, а в скором времени они могут появиться также в Испании, Португалии, Великобритании и Канаде.
В отличие от Запада, отдавшего предпочтение комбинированному методу, и Востока, сделавшего ставку на GSM-R, в России до сих пор не выбрано единое техническое решение для оказания услуг ШПД в поездах, поэтому отечественные операторы связи запускают пилотные проекты с применением различных технологий. Но по мере продвижения в регионы с малоразвитой инфраструктурой сотовых сетей они также все чаще склоняются в пользу комбинированного подхода. Например, компания "МегаФон" совместно с "Российскими железными дорогами" тестирует интернет-доступ на нескольких фирменных поездах и в скоростных "Сапсанах" только через наземные сети на основе технологии 3G, но на маршрутах, где отсутствует развитая 3G-сеть, к проекту подключатся спутниковые операторы "РуСат" и "СТЭК.КОМ". В частности, решение "спутник плюс наземный доступ через технологию 3G" будет тестироваться в поезде "Жигули", курсирующем между Москвой и Самарой, а также в поезде "Лотос", путешествующем между Москвой и Астраханью. Более ранние тесты по маршрутам Москва — Климов, Москва — Адлер, Москва — Екатеринбург и Москва — Мурманск показали, что доступность сервиса ШПД при использовании комбинации спутниковых технологий и 3G в среднем составляет 90%.
Сдерживающими факторами внедрения комбинированного ШПД на железнодорожном транспорте являются дороговизна спутникового оборудования и сложность его инсталляции с точки зрения соблюдения всех жестких требований к безопасности движения транспорта. Но участники телеком-рынка сходятся во мнении, что эти препятствия не являются непреодолимыми. Особый оптимизм внушает то, что существующая нормативная база уже позволяет осуществлять подобные проекты хотя бы на основе частных решений регулятора, а кроме того, государство все больше осознает необходимость перехода на обобщенные решения. В частности, в сентябре 2011 г. Государственная комиссия по радиочастотам существенно упростила операторам использование радиочастот в диапазонах GSM-1800 и Кu для оказания услуг подвижной радиосвязи на транспорте. Главная же причина медленного развития ШПД на железнодорожном транспорте кроется отнюдь не в регуляторике, а в боязни внедрения новых технологий и отсутствии видения перспектив соответствующих проектов у российских операторов связи.
Опубликовано: Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2013
Посещений: 6074
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
